иг лабораторная 4, Сыпачев
.docxИркутский национальный исследовательский технический университет
Институт недропользования
Кафедра прикладной геологии, геофизики и геоинформационных систем
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
Лабораторная работа № 4
Карст (прогноз развития карста)
Выполнил студент
гр. РГ-17-1
Сыпачев Р.И
Проверил преподаватель
Верхозин И.И.
Иркутск 2022
Задание на выполнение работы:
На площадке строительства жилых домов вскрыты карстовые полости. По результатам полевых и лабораторных исследований получены следующие данные:
Литологическое описание разреза выработок вдоль продольных несущих стен проектируемых вооружений и определены с помощью зонда размеры карстовых пустот (см.табл.4.1).
Определены показатели растворимости: средние модуля подземного стока и содержание в подземных водах растворенные солей (см.табл.4.2).
Получены характеристики физико-механических свойств пород слагающих свод карстовых пустот (см.табл.4.3).
Необходимо:
Построить разрезы скважин в виде колонок и показать на них существующие карстовые пустоты.
Рассчитать объем породы, которая будет растворена в течении года, (формула 4.1) определить скорость роста карстовой пустоты, за год (формула 4.3) и на весь период эксплуатация сооружений равный 60 годам. Нанести на разрезы пунктирной линией глубину прогнозируемой карстовой пустоты.
Рассчитать устойчивость свода для начального и конечного периода эксплуатации сооружений (формулы 4.3-4.9).
Предложить мероприятия по уменьшению или предотвращению влияния карстового процесса.
Пошаговое выполнение задания
1. Построить разрезы скважин в виде колонок и показать на них существующие карстовые пустоты
.
Рисунок 1 - Колонки скважин с нанесенными на них карстовыми пустотами
2. Рассчитываем объем породы, которая будет растворена в течении года, (формула 4.1) определяем скорость роста карстовой пустоты, за год (формула 4.3) и на весь период эксплуатация сооружений равный 60 годам. Наносим на разрезы пунктирной линией глубину прогнозируемой карстовой пустоты.
3. Рассчитываем устойчивость свода для начального и конечного периода эксплуатации cсооружений (формулы 4.3-4.9).
Скважина №1
По методика предложенной В.Д. Слесаревым (1948), при условии, что кровля карстовой пустоты до дневной поверхности сложена корыстующимися породами, в зависимости от ширины карстовой пустоты возможно 4 состояния устойчивости сводов. Ширина карстовой пустоты, соответствующая этим состояниям, определяется по следующим формулам;
Для устойчивой предельной ширины свода:
где l - ширина свода карстовой пустоты, м; h - мощность пород свода, м; Rp - временное сопротивление пород свода на разрыв, т/м2.
γпр - приведённая нагрузка на свод, т/м2, определяемая по формуле:
(4.7)
где р - дополнительное давление на свод от сооружения, т/м2; γ - плотность пород, т/м3
Скважина №3
Когда кровля карстовой пустоты сложена скальными карстущими породами, над которыми расположена мощная толща несцементированных крупнообломочных или песчано-глинистых пород, предельную ширину устойчивого свода определяют по формуле:
(4.9)
h — мощность свода несцементированных пород.
Мероприятия по повышению устойчивости сводов карстовых пород после составления прогноза развития карстовых пустот и устойчивости их сводов, приступают к разработке мероприятий по предотвращению или уменьшению, влияния карста на освоение территорий.
Содержание и объем, мероприятий зависят от конкретных природных условий и вида хозяйственного освоения территории.
В целях уменьшения активности карстового процесса организуют сток поверхностных вод. С помощью системы канав, водонепроницаемых покрытий и дренажных устройств, предотвращают доступ агрессивной воды в толщу карстующихся пород. Для повышения устойчивости сводов через скважины тампонируют подземные карстовые пустоты беконом или посредством нагнетания цементного раствора. Если размеры карстовых пустот большие используют железобетонные покрытия - балки, плиты в целях повышения устойчивости свода при дополнительной нагрузке от веса сооружения. При планировке территории поверхностные карстовые пустоты
- воронки, провалы засыпают песком или крупнообломочным естественным строительным материалом, с обязательным устройством водонепроницаемых покрытий.